JPH04112194A - 多関節アーム - Google Patents
多関節アームInfo
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- JPH04112194A JPH04112194A JP2230830A JP23083090A JPH04112194A JP H04112194 A JPH04112194 A JP H04112194A JP 2230830 A JP2230830 A JP 2230830A JP 23083090 A JP23083090 A JP 23083090A JP H04112194 A JPH04112194 A JP H04112194A
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- 230000008602 contraction Effects 0.000 abstract description 12
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 7
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Manipulator (AREA)
- Jib Cranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この考案は、クレーン、高所作業車等の建設機械のジブ
やブームあるいは産業用ロボットの腕等に利用され、任
意の方向に折り曲げることの出来る多［ｉアームに関す
るものである。
やブームあるいは産業用ロボットの腕等に利用され、任
意の方向に折り曲げることの出来る多［ｉアームに関す
るものである。
（従来の技術）
従来のこの種の多関節アームは、第５図に示す如く、各
部材Ａｌ、Ａ２、・・・の先端部と次段位の部材Ａ２、
Ａ３、・・・を特定の一方向に屈曲自在で且つ捻転不能
な連結装置Ｂを介して多数連設すると共に、各部材と次
段位の部材間に、対応する連結装置の特定の一屈曲方向
に屈曲駆動する伸縮駆動装置Ｃを介装して構成している
。
部材Ａｌ、Ａ２、・・・の先端部と次段位の部材Ａ２、
Ａ３、・・・を特定の一方向に屈曲自在で且つ捻転不能
な連結装置Ｂを介して多数連設すると共に、各部材と次
段位の部材間に、対応する連結装置の特定の一屈曲方向
に屈曲駆動する伸縮駆動装置Ｃを介装して構成している
。
この様に構成した多関節アームは、各連結装置Ｂの屈曲
方向を異ならしておくことで、任意の伸縮駆動装置Ｃを
伸縮駆動して多関節アーム先端位置を、希望する空間位
置に移動させることができるものである。
方向を異ならしておくことで、任意の伸縮駆動装置Ｃを
伸縮駆動して多関節アーム先端位置を、希望する空間位
置に移動させることができるものである。
しかしなから、上記従来の多関節アームは、各部材を連
結する連結装置Ｂか、特定の位置方向への屈曲を許容す
るものであるため、多関節アーム全体として滑らかな屈
曲のもとその先端部を所定の空間位置に位置させること
か出来ないという問題があった。
結する連結装置Ｂか、特定の位置方向への屈曲を許容す
るものであるため、多関節アーム全体として滑らかな屈
曲のもとその先端部を所定の空間位置に位置させること
か出来ないという問題があった。
本発明は、簡単な構成のもと上記従来技術の問題点を解
決し、滑らかな屈曲状態でその先端部を任意の空間位置
に位置させることの出来る多関節アームを提供すること
を目的とするものである。
決し、滑らかな屈曲状態でその先端部を任意の空間位置
に位置させることの出来る多関節アームを提供すること
を目的とするものである。
（問題点を解決するための手段）
上記の目的を達成するため、本考案の多関節アームは、
次の如く構成する。
次の如く構成する。
（１）各部材の先端部と次段位の部材の基端部を、単一
の揺動中心を備え当該揺動中心回りであらゆる方向に屈
曲自在で且つ捻転不能な連結装置を介して連結すること
で、多数の部材を屈曲可能に連設すると共に、隣接関係
にある各一対の部材の一方の部材と他方の部材とにそれ
ぞれその両端部をあらゆる方向に揺動自在に連結され、
一方の部材に対して他方の部材を前記連結装置回りで異
なる方向に屈曲させる少なくとも二本の伸縮駆動装置を
介装してあることを特徴とする多関節アーム。
の揺動中心を備え当該揺動中心回りであらゆる方向に屈
曲自在で且つ捻転不能な連結装置を介して連結すること
で、多数の部材を屈曲可能に連設すると共に、隣接関係
にある各一対の部材の一方の部材と他方の部材とにそれ
ぞれその両端部をあらゆる方向に揺動自在に連結され、
一方の部材に対して他方の部材を前記連結装置回りで異
なる方向に屈曲させる少なくとも二本の伸縮駆動装置を
介装してあることを特徴とする多関節アーム。
（２）前記各部材か、４個の頂点部を有する三角錐トラ
ス構造で構成されており、この三角錐トラス構造の二つ
の頂点部か前段および次段の構造部材に前記連結装置を
介して連結されており、他の二つの頂点部のそれぞれか
、隣接関係にある構造部材の対応する二つの頂点部に前
記二本の伸縮駆動装置を介して連結されていることを特
徴とする多関節アーム。
ス構造で構成されており、この三角錐トラス構造の二つ
の頂点部か前段および次段の構造部材に前記連結装置を
介して連結されており、他の二つの頂点部のそれぞれか
、隣接関係にある構造部材の対応する二つの頂点部に前
記二本の伸縮駆動装置を介して連結されていることを特
徴とする多関節アーム。
（作用）
上記の如く構成した本発明の多関節アームは、各部材の
先端部と次段位の部材の基端部を捻転不能に連結する連
結装置が、単一の揺動中心を備え当該揺動中心回りであ
らゆる方向に屈曲自在に構成されており、隣接関係にあ
る各一対の部材の一方の部材と他方の部材との間に、一
方の部材に対して他方の部材を前記連結装置回りで異な
る方向に屈曲させる少なくとも二本の伸縮駆動装置を介
装したので、各伸縮駆動装置をそれぞれ伸縮駆動するこ
とで、各部材を任意の方向に屈曲できるのである。この
ためこの発明の多関節アームは、全体として滑らかな屈
曲状態でその先端部を任意の空間位置に位置させること
か出来るものである。
先端部と次段位の部材の基端部を捻転不能に連結する連
結装置が、単一の揺動中心を備え当該揺動中心回りであ
らゆる方向に屈曲自在に構成されており、隣接関係にあ
る各一対の部材の一方の部材と他方の部材との間に、一
方の部材に対して他方の部材を前記連結装置回りで異な
る方向に屈曲させる少なくとも二本の伸縮駆動装置を介
装したので、各伸縮駆動装置をそれぞれ伸縮駆動するこ
とで、各部材を任意の方向に屈曲できるのである。この
ためこの発明の多関節アームは、全体として滑らかな屈
曲状態でその先端部を任意の空間位置に位置させること
か出来るものである。
（実施例）
以下第１図〜″第４図に基づいて本発明め多関節アーム
の実施例を説明する。
の実施例を説明する。
第一１図〜第３図において、多関節アームは、各部材１
ａ、ｌｂ、・・・の先端部と次段位の部材１ｂ。
ａ、ｌｂ、・・・の先端部と次段位の部材１ｂ。
１０％・・・を単一の揺動中心Ｐを備え当該揺動中心Ｐ
回り゛であ゛らゆる方向に屈曲自在で且つ捻転不能な連
結装置２を介して連結することで、多数の部材を屈曲可
能に連設している。連結装置２には例えばユニバーサル
ジヨイント、が用いられる□。前記各部材１ａＳｌｂｓ
・・・の基端部にはミ当該部材から互いに６０度の間隔
をもって°放射状に延出したブラケット４ａ、４ｂが取
りつけられている。前記各連結装置２は、部材１ａｓ
ｌｂＳ ｌｃ・・・が−直線状になった状態では各部材
１ａ、ｌｂ、ｌｃ・・・の延出方向が同一方向となるよ
うな位相でもって、隣接する部材１ａとｌｂ、ｌｂとｌ
ｃ、・・・を連結している。上記の６０度の間隔は、こ
れを９０度に設定してもよいこと勿論である。
回り゛であ゛らゆる方向に屈曲自在で且つ捻転不能な連
結装置２を介して連結することで、多数の部材を屈曲可
能に連設している。連結装置２には例えばユニバーサル
ジヨイント、が用いられる□。前記各部材１ａＳｌｂｓ
・・・の基端部にはミ当該部材から互いに６０度の間隔
をもって°放射状に延出したブラケット４ａ、４ｂが取
りつけられている。前記各連結装置２は、部材１ａｓ
ｌｂＳ ｌｃ・・・が−直線状になった状態では各部材
１ａ、ｌｂ、ｌｃ・・・の延出方向が同一方向となるよ
うな位相でもって、隣接する部材１ａとｌｂ、ｌｂとｌ
ｃ、・・・を連結している。上記の６０度の間隔は、こ
れを９０度に設定してもよいこと勿論である。
３ａは、隣接関係にある各一対の部材の一方（基端側）
の部材におけるブラケット４ａと他方（先端側）の部材
におけるブラケット４ａにそれぞれその両端部をあらゆ
る方向に揺動自在に連結５．６され、両ブラケット４ａ
’、４ａ間の間隔を変更する伸縮駆動装置である。また
、３ｂは、隣接関係にある各一対の部材の一方（基端側
）の部材におけるブラケット４ｂと他方（先端側）の部
材におけるブラケット４ｂにそれぞれその両端部をあら
ゆる方向に揺動自在に連結７．８され、両ブラケット４
ｂ、４ｂ間の間隔を変更する伸縮駆動装置である。伸縮
駆動装置３ａ、３ｂは、例えば複動型の油圧シリンダで
構成される。
の部材におけるブラケット４ａと他方（先端側）の部材
におけるブラケット４ａにそれぞれその両端部をあらゆ
る方向に揺動自在に連結５．６され、両ブラケット４ａ
’、４ａ間の間隔を変更する伸縮駆動装置である。また
、３ｂは、隣接関係にある各一対の部材の一方（基端側
）の部材におけるブラケット４ｂと他方（先端側）の部
材におけるブラケット４ｂにそれぞれその両端部をあら
ゆる方向に揺動自在に連結７．８され、両ブラケット４
ｂ、４ｂ間の間隔を変更する伸縮駆動装置である。伸縮
駆動装置３ａ、３ｂは、例えば複動型の油圧シリンダで
構成される。
尚、この実施例の場合、伸縮駆動装置３ａ、３ｂの連結
６．８の揺動中心Ｑ、Ｒは、対応する節材の基端側の連
結装置２の揺動中心Ｐをとおり当該部材に直交する平面
（当該部材の両端部の連結装置２の揺動中心Ｐを結んた
直線に直交する平面）上に位置している。
６．８の揺動中心Ｑ、Ｒは、対応する節材の基端側の連
結装置２の揺動中心Ｐをとおり当該部材に直交する平面
（当該部材の両端部の連結装置２の揺動中心Ｐを結んた
直線に直交する平面）上に位置している。
各伸縮駆動装置３ａ、３ａ、−３ｂ、３ｂ、・・・は、
ぞれそれ四方向三位置の油圧切り換え弁により伸縮制御
されるようになっている。
ぞれそれ四方向三位置の油圧切り換え弁により伸縮制御
されるようになっている。
第３図に基端側の部材１ｂと先端側の部材１ｃ間に介在
され両部材を屈曲させるだめの伸縮駆動装置３ａおよび
３ｂの伸縮制御機構の一例を第３図に示す。第３図にお
いて、９は、あらゆる方向に傾動可能なように基台１０
に立設したジョイスティックレバーである。このジョイ
スティックレバー９には、当該レバー９の中立位置Ｏか
らの傾動を、ＰＱ力方向部材１ｂの基端側の連結装置２
の揺動中心Ｐと伸縮駆動装置３ａの揺動中心Ｑを結ぶ直
線の方向）成分と、ＰＲ方向（部材１ｂの基端側の連結
装置２の揺動中心Ｐと伸縮駆動装置３ ｂの揺動中心Ｒ
を結ぶ直線の方向）成分とにそれぞれ分解して出力する
ＰＱ成分出力手段１１およびＰＲ成分出力手段１２か取
りつけられている一レバーの傾動方向と量を二つのベク
トルに分解して出力するものは、既に一般のショイステ
イ・ンクレハーにおいて既に周知であるので、ここでは
その詳細の説明を省略する。ＰＱ成分出力手段１１の出
力端には、伸縮駆動装置３ａの伸縮制御用の四方向三位
置の油圧切り換え弁１３か関連連結されている。また、
ＰＲ成分出力手段１２の出力端には、伸縮駆動装置３ｂ
の伸縮制御用の四方向三位置の油圧切り換え弁１４か関
連連結されている。
され両部材を屈曲させるだめの伸縮駆動装置３ａおよび
３ｂの伸縮制御機構の一例を第３図に示す。第３図にお
いて、９は、あらゆる方向に傾動可能なように基台１０
に立設したジョイスティックレバーである。このジョイ
スティックレバー９には、当該レバー９の中立位置Ｏか
らの傾動を、ＰＱ力方向部材１ｂの基端側の連結装置２
の揺動中心Ｐと伸縮駆動装置３ａの揺動中心Ｑを結ぶ直
線の方向）成分と、ＰＲ方向（部材１ｂの基端側の連結
装置２の揺動中心Ｐと伸縮駆動装置３ ｂの揺動中心Ｒ
を結ぶ直線の方向）成分とにそれぞれ分解して出力する
ＰＱ成分出力手段１１およびＰＲ成分出力手段１２か取
りつけられている一レバーの傾動方向と量を二つのベク
トルに分解して出力するものは、既に一般のショイステ
イ・ンクレハーにおいて既に周知であるので、ここでは
その詳細の説明を省略する。ＰＱ成分出力手段１１の出
力端には、伸縮駆動装置３ａの伸縮制御用の四方向三位
置の油圧切り換え弁１３か関連連結されている。また、
ＰＲ成分出力手段１２の出力端には、伸縮駆動装置３ｂ
の伸縮制御用の四方向三位置の油圧切り換え弁１４か関
連連結されている。
伸縮駆動装置３ａおよび３ｂの伸縮制御機構のこのよう
な構成、即ち、単一のジョイスティックしバー９の傾動
方向が、部材の屈曲動に対応するよう当該単一のジョイ
スティックレノ＼−９に伸縮駆動装置３ａ、３ｂの一対
の伸縮制御装置（四方向三位値の油圧切り換え弁１３．
１．４）を関連連結した場合は、多関節アームの屈曲制
御を簡単に行いうるという効果がある。
な構成、即ち、単一のジョイスティックしバー９の傾動
方向が、部材の屈曲動に対応するよう当該単一のジョイ
スティックレノ＼−９に伸縮駆動装置３ａ、３ｂの一対
の伸縮制御装置（四方向三位値の油圧切り換え弁１３．
１．４）を関連連結した場合は、多関節アームの屈曲制
御を簡単に行いうるという効果がある。
各部材１ａ、ｌｂ、ｌｃ、・・・を、４個の頂点部を有
する五角錐トラス構造で構成した例を第４図に略図で示
す。この場合、各部材は、五角錐トラス構造の二つの頂
点部か前段および次段の構造部材に前記連結装置２を介
して連結されており、他の二つの頂点部のそれぞれか、
隣接関係にある構造部材の対応する二つの頂点部に前記
二本の伸縮駆動装置３ａ、３ｂを介して連結されている
。このように構成した場合、各部材１ａ、ｌｂ、ｌｃ。
する五角錐トラス構造で構成した例を第４図に略図で示
す。この場合、各部材は、五角錐トラス構造の二つの頂
点部か前段および次段の構造部材に前記連結装置２を介
して連結されており、他の二つの頂点部のそれぞれか、
隣接関係にある構造部材の対応する二つの頂点部に前記
二本の伸縮駆動装置３ａ、３ｂを介して連結されている
。このように構成した場合、各部材１ａ、ｌｂ、ｌｃ。
・・・を軽量且つ頑強に製作でき、ひいては多関節アー
ム全体を軽量に製作できるという効果を持つものである
。
ム全体を軽量に製作できるという効果を持つものである
。
尚、上記の第１〜第２図および第４図に示した実施例に
おいて、各部材（両端部の連結装置２間）を捻転不能で
伸縮のみ可能に構成すると共にこれに伸縮駆動手段を取
りつけ、当該伸縮駆動手段と、前記伸縮駆動装置３ａ、
３ｂの併用で多関節アームを伸縮調節並びに屈曲調節で
きるようにした場合は、多関節アームの稼働範囲を更に
広げることができるものである。
おいて、各部材（両端部の連結装置２間）を捻転不能で
伸縮のみ可能に構成すると共にこれに伸縮駆動手段を取
りつけ、当該伸縮駆動手段と、前記伸縮駆動装置３ａ、
３ｂの併用で多関節アームを伸縮調節並びに屈曲調節で
きるようにした場合は、多関節アームの稼働範囲を更に
広げることができるものである。
次に作用を説明する。
各隣接する部材１ａとｌｂ、ｌｂとｌｃ、・・・間の伸
縮駆動装置３ａを伸縮駆動すると、対応する連結装置２
の揺動中心Ｐと連結８の揺動中心Ｒを結ぶ直線す回りて
両部材１ａとｌｂ、ｌｂとＩＣが屈曲する。また、各隣
接する部材１ａと１ｂ、１ｂと１０、・・・間の伸縮駆
動装置３ｂを伸縮駆動すると、対応する連結装置２の揺
動中心Ｐと連結６の揺動中心Ｑを結ふ直線８回りて両部
材１ａとｌｂ、ｌｂとＩＣか屈曲する。従って、各伸縮
駆動装置３ａと３ｂをそれぞれ個別に或いは併用して伸
縮制御することで、多関節アームを任意の方向に滑らか
に屈曲することか出来るのである。
縮駆動装置３ａを伸縮駆動すると、対応する連結装置２
の揺動中心Ｐと連結８の揺動中心Ｒを結ぶ直線す回りて
両部材１ａとｌｂ、ｌｂとＩＣが屈曲する。また、各隣
接する部材１ａと１ｂ、１ｂと１０、・・・間の伸縮駆
動装置３ｂを伸縮駆動すると、対応する連結装置２の揺
動中心Ｐと連結６の揺動中心Ｑを結ふ直線８回りて両部
材１ａとｌｂ、ｌｂとＩＣか屈曲する。従って、各伸縮
駆動装置３ａと３ｂをそれぞれ個別に或いは併用して伸
縮制御することで、多関節アームを任意の方向に滑らか
に屈曲することか出来るのである。
（効果）
以上の如く構成し作用する本発明の多関節アームは、極
めて簡単な構成でありなから、滑らかな屈曲状態でその
先端部を任意の空間位置に位置させることの出来るので
ある。
めて簡単な構成でありなから、滑らかな屈曲状態でその
先端部を任意の空間位置に位置させることの出来るので
ある。
第１図〜第３図は、本発明の多関節アームの実施例を示
し、第１図は側面図、第２図は第１図のＸ−Ｘ断面図、
第３図は、伸縮駆動装置３ａおよび３ｂの伸縮制御機構
の説明図である。 第４図は、 他の実施例を示す。 第５図は、 従来の多関節アー ムの説明図である。 第２図 図面の浄書 第１図 第３の 第４図 手 続 卒爾 正 書 （方式） ％式％ 発明の名称 ３゜ 補正をする者 事件との関係
し、第１図は側面図、第２図は第１図のＸ−Ｘ断面図、
第３図は、伸縮駆動装置３ａおよび３ｂの伸縮制御機構
の説明図である。 第４図は、 他の実施例を示す。 第５図は、 従来の多関節アー ムの説明図である。 第２図 図面の浄書 第１図 第３の 第４図 手 続 卒爾 正 書 （方式） ％式％ 発明の名称 ３゜ 補正をする者 事件との関係
Claims (2)
- （１）各節材の先端部と次段位の節材の基端部を、単一
の揺動中心を備え当該揺動中心回りであらゆる方向に屈
曲自在で且つ捻転不能な連結装置を介して連結すること
で、多数の節材を屈曲可能に連設すると共に、隣接関係
にある各一対の節材の一方の節材と他方の節材とにそれ
ぞれその両端部をあらゆる方向に揺動自在に連結され、
一方の節材に対して他方の節材を前記連結装置回りで異
なる方向に屈曲させる少なくとも二本の伸縮駆動装置を
介装してあることを特徴とする多関節アーム。 - （２）前記各節材が、４個の頂点部を有する三角錐トラ
ス構造で構成されており、この三角錐トラス構造の二つ
の頂点部が前段および次段の構造部材に前記連結装置を
介して連結されており、他の二つの頂点部のそれぞれが
、隣接関係にある構造部材の対応する二つの頂点部に前
記二本の伸縮駆動装置を介して連結されていることを特
徴とする多関節アーム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23083090A JP3083312B2 (ja) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | 多関節アーム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23083090A JP3083312B2 (ja) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | 多関節アーム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04112194A true JPH04112194A (ja) | 1992-04-14 |
| JP3083312B2 JP3083312B2 (ja) | 2000-09-04 |
Family
ID=16913947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23083090A Expired - Fee Related JP3083312B2 (ja) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | 多関節アーム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3083312B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0985653A (ja) * | 1995-09-28 | 1997-03-31 | Agency Of Ind Science & Technol | ロボットマニピュレータ |
| JP2019517928A (ja) * | 2016-05-23 | 2019-06-27 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 機械加工および製造システム、ならびにその動作方法 |
-
1990
- 1990-08-31 JP JP23083090A patent/JP3083312B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0985653A (ja) * | 1995-09-28 | 1997-03-31 | Agency Of Ind Science & Technol | ロボットマニピュレータ |
| JP2019517928A (ja) * | 2016-05-23 | 2019-06-27 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 機械加工および製造システム、ならびにその動作方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3083312B2 (ja) | 2000-09-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |